英集动力荣获“2022年浙江电力科学技术进步奖”一等奖

自19世纪末工业化进程飞速推进至今，工业系统始终是经济社会发展的重要支柱。“3060”双碳目标的提出，使数量庞大的工业园区成为未来数十年内，实现科学、精准减排降碳的关键靶点。

2019年6月，英集动力携手浙江大学，共同承担浙江能源集团科技项目“智慧供热生产管理与运行调度平台”的建设。近日，经浙江电力科学技术奖励办公室和浙江省电力学会组织审定，该项目中“基于数字孪生的大型工业园区智慧供热系统优化运行关键技术及应用”荣获“2022年浙江电力科学技术进步奖”一等奖。

以下将分享该项目中基于数字孪生的工业园区智慧供热系统优化运行关键技术及实际应用，为工业园区的绿色低碳转型提供参考。

客户介绍

浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司作为全国最大的绿色环保热电联产企业，拥有2台30万千瓦亚临界抽汽式机组，为周边约60家印染企业供应过热蒸汽，供汽量约为2500 t/h，峰值可达到3200 t/h。该区域集中供热系统为多热源运行模式，同时为该区域供热的企业还包括浙江龙德环保热电有限公司、污泥处理厂和化纤厂三家企业。

挑战

随着企业数量和供热规模的不断扩大，园区供热系统结构日趋复杂，“源-网-荷”热能供应链运行管理难度不断加大，节能降碳背景下，对蒸汽供热的安全性、可靠性、供汽品质与能效提出了更高要求。主要表现为：

1. 大规模蒸汽管网结构复杂，呈现出多源、成环等特征，难以掌握其运行状态，直接影响园区用能安全；
2. 园区发展需解决大规模、多热源、多用户供热系统运行调度的定量分析，以及管网运行的精细化管理难题；
3. 伴随工业园区内部业态的更迭发展，供热系统不断调整，生产运维管理难度加大；
4. 用户负荷需求波动大，多用户间耦合性强，难以同时保证多用户的高品质供汽要求。
   

解决方案

英集动力携手浙江大学，共同承担了浙江能源集团“智慧供热生产管理与运行调度平台”的科技项目，采用“基于模型做预测，基于预测做决策”的技术路线，运用数字孪生、在线仿真、人工智能、工业大数据等新一代信息技术，构建以供热设备层、监测控制层、智慧决策层共同组成的智慧供热系统，解决具有开放性和复杂性特征的工业供热系统“源-网-荷”全过程实时优化运行调度的难题。

01.数字孪生模型仿真分析

基于GIS地理信息系统，构建与现实供热系统相对应的”源-网-荷”全过程数字孪生模型，使复杂的管网系统可视化展示在电脑端。可对全网蒸汽流动状态、用户处蒸汽参数进行仿真计算，根据系统仿真结果，指导热网的改扩建分析和不同运行方案的快速寻优。

02.热网运行状态感知与评价

基于供热系统的运行状态监测及在线仿真分析，实现系统蒸汽流向、流量、流速、温度、压力的“软测量”，停滞水击安全性分析及预警，运行能耗及供汽质量分析等功能，帮助运行人员全面掌握供热系统运行状态。

定量化分析中低压蒸汽管网网损构成，为降低热网损失提供科学指导依据，推进供热管网的精细化管理。

03.用户负荷预测与运行调度优化

基于供热系统的历史运行数据，依据热用户自身用汽性质分析负荷影响因素，结合季节性、节假日、日夜峰谷等因素，采用大数据分析方法，建立热用户的负荷预测模型，预测未来各用汽点及整个蒸汽系统的用汽需求，为供热系统的预测性调节控制提供基础数据，实现系统的供需动态平衡。

价值

1. 安全效益基于在供热系统仿真模型上预先验证生产调度策略并评估效果，显著提升供热生产的运行安全性，降低系统运行故障率，全年平均故障次数显著下降；
2. 经济效益”智慧供热生产管理与运行调度平台”的上线运行，通过”源-网-荷”协同运行优化调度实现综合节能率超过1%;
3. 社会效益本项目的研究开发和工程示范应用，将成为智慧供热系统建设的积极探索和实践，对浙江省以及国内大型工业园区的低碳智慧转型具有重大的技术引领与示范意义。
   

碳中和战略下的能源低碳转型与系统能效提升，将进一步推动大型工业园区转变观念，深化改革。从工业园区发展要求和近年趋势来看，以数智模型驱动能源低碳转型，构建工业园区能源系统自感知、自分析、自优化、自决策、自调节的智慧能力，进而实现能源系统自主优化运行，将成为大型工业园区节能减排的必然路径。